第十章现代土壤调查技术与土壤信息系统

土壤信息传感内容及技术一、土壤信息传感内容土壤信息传感包括土壤水分、电导率、氮、磷、钾含量等影响作物健康生长的土壤参数信息的获取。

1.土壤水分土壤水分又称土壤湿度，是保持在土壤孔隙中的水分，主要来源是降水和灌溉水，此外还有近地面水气的凝结、地下水位上升及土壤矿物质中的水分。

土壤含水量直接影响着作物生长，小气候以及土壤的机械性能。

在农业、水利、气象研究等许多方面，土壤水分含量是一个重要参数。

农业生产中土壤含水量的准确测定对于水资源的有效管理、灌溉措施、作物生长、旱地农业节水、产量预测以及化学物质监测等方面非常重要，也是精准农业极为关键的重要参数。

土壤水分传感技术的研究与发展直接关系到精细农业变量灌溉技术的优劣。

常用土壤水分检测技术包括烘干法、介电法、电阻法、电容法、射线法、中子法、张力计法等。

由于便于测量，介电法是目前农业物联网中常用的土壤水分检测方法。

2.电导率电导率是指一种物质传送（传导）电流的能力，土壤电导率与土壤颗粒大小和结构有很强的相关性，同时土壤电导率与土壤有机物含量、黏土层深度水分保持能力/水分泄漏能力有密切关系。

常用的土壤电导率检测技术包括传统理化分析方法、电磁法测量、电极电导法测量、时域反射等方法，其中电磁法测量、电极电导法测量、时域反射等方法由于能直接将电导率转化为电信号，特别适合农业物联网土壤电导率信息传感。

土壤养分测试的主要对象是氮（N）、磷（P）和钾（K），这三种元素是作物生长的必需营养元素。

氮是植物体中许多重要化合物（如蛋白质、氨基酸和叶绿素等）的重要成分，磷是植物体内许多重要化合物（如核酸核蛋白、磷脂、植素和腺三磷等）的成分，钾是许多植物新陈代谢过程所需酶的活化剂。

土壤养分检测目前多采用实验室化学分析方法。

二、土壤信息传感技术目前基于电磁、光学、机械、声学、空气动力学、电化学等诸多方法的传感器在含水量、电导率、耕作阻力、有机质含量、离子成分等土壤参数的测量中得到了大量研究应用。

土壤农化分析（教案）第一章：土壤的组成与性质1.1 土壤的组成了解土壤的组成，包括矿物质、有机质、水分和空气等。

探讨各组成部分对土壤性质的影响。

1.2 土壤的性质学习土壤的物理性质，如土壤质地、结构、孔隙度等。

研究土壤的化学性质，包括酸碱度、有机质含量、养分含量等。

第二章：土壤样品采集与处理2.1 土壤样品的采集学习土壤样品采集的方法和技巧。

探讨不同土壤类型和不同采样点对样品采集的影响。

2.2 土壤样品的处理了解土壤样品的处理步骤，包括干燥、研磨、过筛等。

掌握处理过程中注意事项，确保样品的准确性和可靠性。

第三章：土壤养分的测定3.1 土壤有机质的测定学习土壤有机质的测定方法，如重铬酸钾滴定法、燃烧法等。

探讨不同方法的特点和适用条件。

3.2 土壤养分的测定了解土壤养分（氮、磷、钾等）的测定方法，如凯氏蒸馏法、钼锑抗比色法等。

掌握不同方法的操作步骤和注意事项。

第四章：土壤质量评价与监测4.1 土壤质量评价方法学习土壤质量评价的方法，如土壤质量指数、土壤污染指数等。

探讨不同评价方法的适用范围和局限性。

4.2 土壤监测与管理了解土壤监测的方法和技术，包括土壤样品的定期采集、分析等。

探讨土壤健康管理的方法和措施，如土壤改良、施肥等。

第五章：土壤污染与防治5.1 土壤污染类型与来源学习土壤污染的类型，包括重金属污染、有机污染等。

探讨土壤污染的来源，包括农业、工业、生活等。

5.2 土壤污染防治措施了解土壤污染防治的方法和措施，如土壤物理修复、化学修复、生物修复等。

探讨不同修复技术的适用条件和效果评估。

第六章：土壤肥力与植物营养6.1 土壤肥力的概念与评价理解土壤肥力的内涵，学习土壤肥力评价指标，如土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾等。

探讨土壤肥力评价的方法和土壤肥力分级。

6.2 植物营养与土壤关系学习植物所需主要营养元素（N、P、K等）的生理功能和植物营养诊断方法。

探讨土壤供应营养元素的能力及土壤-植物营养系统的平衡。

土壤农化分析教案第一章：土壤概述1.1 土壤的定义与重要性1.2 土壤的组成与结构1.3 土壤的分类与分布1.4 土壤的功能与特性第二章：土壤样品采集与处理2.1 土壤样品的采集方法2.2 土壤样品的处理与保存2.3 土壤样品的前处理技术2.4 土壤样品的代表性分析第三章：土壤理化性质分析3.1 土壤颗粒组成分析3.2 土壤水分含量分析3.3 土壤有机质含量分析3.4 土壤pH值分析第四章：土壤养分分析4.1 土壤氮素分析4.2 土壤磷素分析4.3 土壤钾素分析4.4 土壤中其他微量元素分析第五章：土壤污染与修复5.1 土壤污染的类型与来源5.2 土壤污染的影响与评估5.3 土壤修复技术与方法5.4 土壤环境质量标准与监测第六章：土壤肥力评价6.1 土壤肥力的概念与组成6.2 土壤肥力评价方法6.3 土壤肥力指标与评价体系6.4 土壤改良与施肥策略第七章：土壤微生物与土壤肥力7.1 土壤微生物的种类与功能7.2 土壤微生物与土壤肥力的关系7.3 土壤微生物群落分析方法7.4 土壤微生物活性评价与调控第八章：土壤水分与土壤侵蚀8.1 土壤水分的分布与循环8.2 土壤侵蚀的类型与过程8.3 土壤侵蚀的影响与评估8.4 土壤保持与侵蚀控制措施第九章：土壤呼吸与碳循环9.1 土壤呼吸的概念与过程9.2 土壤呼吸的影响因素9.3 土壤碳循环的意义与过程9.4 土壤碳库管理与全球气候变化第十章：土壤环境监测与保护10.1 土壤环境监测的方法与技术10.2 土壤环境保护的政策与法规10.3 土壤环境污染的防治策略10.4 土壤资源的可持续利用与保护第十一章：土壤电化学分析11.1 土壤电化学特性的重要性11.2 土壤电导率分析11.3 土壤pH电位分析11.4 土壤Eh电位分析第十二章：土壤中重金属污染分析12.1 重金属在土壤中的行为12.2 土壤重金属污染的测定方法12.3 土壤重金属污染的评价与风险管理12.4 土壤重金属污染的植物修复技术第十三章：土壤有机污染物分析13.1 土壤有机污染物的类型与特性13.2 土壤中有机污染物的检测技术13.3 土壤有机污染物的迁移与转化13.4 土壤有机污染物的环境风险评估第十四章：土壤酶学与土壤生态学14.1 土壤酶的种类与功能14.2 土壤酶活性与土壤肥力的关系14.3 土壤生态学原理与应用14.4 土壤生物多样性保护与生态系统服务第十五章：土壤农化分析实验室管理15.1 实验室的质量控制与标准化15.2 土壤样品的预处理与分析技术15.3 现代分析技术在土壤农化分析中的应用15.4 土壤农化分析结果的报告与解读重点和难点解析第一章：土壤概述重点：理解土壤的定义、重要性、组成、结构、分类和分布。

第十章土壤养分循环第一节土壤氮素循环第二节土壤磷和硫的循环第三节土壤中的钾钙镁第四节土壤中的微量元素循环第五节土壤养分平衡及有效性循环第一节土壤氮素一、陆地及土壤生态系统中的氮循环（一）陆地生态系统中的氮形态大气中氮以分子态氮（N2）和各种氮氧化物（NO2、NO、N2O）等形式存在。

其中N2占78% ，生物作用下转化为土壤和水体生物有效态（铵态氮和硝态氮）（二）氮素循环由两个重叠循环构成：一是大气层的气态氮循环几乎所有的气态氮对大多数高等植物无效，只有若干种微生物或少数与微生物共生的植物可以固定大气中的氮素，使它转化成为生物圈中的有效氮。

二是土壤氮的内循环1-矿化作用 2-生物固氮作用 3-铵的粘土矿物固定作用4-固定态铵的释放作用 5-硝化作用6-腐殖质形成作用 8-腐殖质稳定化作用7-氨和铵的化学固定作用二、土壤氮的获得和转化（一）土壤氮的获得1、大气中分子氮的生物固定2、雨水和灌溉水带入的氮3、施用有机肥和化学肥料（二）土壤中N的转化1、氮的形态---无机态氮和有机态氮（1）土壤无机态氮铵态氮（NH4+-N）硝态氮（NO3--N）（2）有机态氮 --主要存在形态，占全N的95%以上水溶性有机氮按溶解度大小分水解性有机氮非水解性有机氮2、土壤氮素的转化（1）有机氮的矿化矿化过程分两个阶段：第一阶段：氨基化阶段即复杂的含氮化合物(如氨基糖、蛋白质、核酸等)经微生物酶的系列作用下，逐渐分解而形成简单的氨基化合物。

第二阶段：氨化作用即在微生物作用下，各种简单的氨基化合物分解成氨的过程。

氨化作用于可在不同条件下进行：O2 RCOOH +NH3+CO2+QRCHNH2COOH + 2H---RCH2COOH +NH3+QH2O RCHOHCOOH+NH3+Q（2）铵的硝化硝化作用：是指土壤中大部分NH4+通过微生物作用氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。

2NH4++3O2-------2NO2-+2H2O+4H++Q2NO2-+O2-------2NO3-+Q（3）无机态氮的生物固定定义：矿化作用生成的铵态氮、硝态氨和某些简单的氨基态氮，通过微生物和植物的吸收同化，成为生物有机体组成部分，称为无机态N的生物固定（又称为生物固持）（4）铵离子的矿物固定定义：是指离子直径大小与2：1型粘土矿物晶架表面孔穴大小接近的铵离子，陷入晶架表面的孔穴内，暂时失去了它的生物有效性，转变为固定态铵的过程。

土壤调查的内容及其主要方法
土壤是人类赖以生存的重要资源，因此土壤调查的重要性无可言论。

土壤调查的内容及其主要方法是现今许多人谈论的热门话题。

因此，本文将就土壤调查的内容及其主要方法展开阐述。

一、土壤调查的主要内容
1、土壤空间分布特征：主要内容包括土壤类型、土壤属性、土壤质量和土壤重金属污染状况等；
2、土壤肥力状况：主要包括土壤有机质含量、土壤养分含量、土壤水分状况以及土壤环境污染状况等；
3、土壤微生物环境状况：主要包括土壤微生物的种类、数量、品质等。

二、土壤调查的主要方法
1、土壤采样：是指对土壤的性状测定，其采样方法包括手工采样、机械采样和活体采样等；
2、实验室分析法：是指采集土壤样品，采用物质和能量分析仪器对土壤样品进行定量分析，以获得土壤的特征信息；
3、远程感测法：主要指利用核磁共振成像技术、X射线荧光成像技术等，以及使用遥感影像进行土壤调查；
4、地球物理测量方法：是指通过地球物理测量技术，测量土壤的物理特性，如土壤电阻率、水热含量、导热率、地磁性等；
5、地质调查方法：是指利用各种岩心钻取、钻孔技术等，对土壤进行钻孔调查，以获取地质结构及土壤组成结构信息。

综上所述，土壤调查的内容主要有土壤空间分布特征、土壤肥力状况、土壤微生物环境状况，而其主要方法有土壤采样、实验室分析法、远程感测法、地球物理测量方法、地质调查方法等。

土壤是人类赖以生存的重要资源，其有效调查及管理是极为重要的任务，有助于我们更加全面准确地了解土壤资源状况，而有效使用土壤资源也有助于推动我国农业可持续发展，为实现国家发展目标助力。